Masa i poluprečnik mjeseca. Siderički mjesec i sinodički mjesec

Od svih parametara nebeskih tijela, masu je najteže izračunati. Stoga je, za razliku od prečnika, masa Mjeseca izračunata relativno nedavno.

Među satelitima je na šestom mjestu po masi. Njegova masa je 7,34x1022 kg, što je 80 puta manje od Zemljine. Moguće je izračunati prosječnu gustinu Mjeseca - 3,35 g/cm3, što je 3-4 puta više od ostalih satelita (osim satelita), kao i ubrzanje slobodan pad– 1,62 m/s2, a gravitacija, koja je jednaka 1/6 zemljine, odnosno objekat koji se pomera sa svog satelita bio bi šest puta manji. Zbog svoje slabe gravitacije, Mjesec nema atmosferu.

Gravitacioni uticaj

Mjesec je nenormalno velik i masivan satelit, tako da ima primjetan gravitacijski efekat na planetu. Glavna manifestacija ovog efekta je oseka i oseka.
Plimne sile nastaju duž ose Mjesec-Zemlja. Što je dio Zemlje bliži Mjesecu, to ga jače privlači. Razni stepeni privlačnost u različite tačke izaziva deformaciju globus, kao rezultat toga nastaju morske oseke i oseke.
Kao rezultat toga, Mjesečeva gravitacija utiče na Zemljinu koru, atmosferu i hidrosferu, pa čak i na njeno geomagnetno polje.
Zemlja i Mjesec se formiraju unificirani sistem mase, čije se središte nalazi na udaljenosti od 4750 km od centra Zemlje.

Kako su to izmjerili

Mesec je, posle Sunca, drugi najsjajniji objekat. To je peti najveći objekat Solarni sistem. Prosječna udaljenost između centara Mjeseca i Zemlje je 384.467 km. Masa Mjeseca odgovara vrijednosti 7,33 * 1022 kg.

Od davnina ljudi su pokušavali da opišu i objasne njegovo kretanje. Osnova svih modernih proračuna je Brownova teorija, koja je nastala na prijelazu iz 19. u 20. stoljeće. Da bi se utvrdilo tačno kretanje ovoga, bilo je potrebno više od same mase Meseca. Brojni koeficijenti su uzeti u obzir trigonometrijske funkcije. Moderna nauka mogu napraviti tačnije proračune.

Laserski raspon omogućava mjerenje veličina nebeskih objekata s greškom od samo nekoliko centimetara. Uz njegovu pomoć ustanovljeno je da je masa Mjeseca znatno manja od mase naše planete (81 puta), a njegov polumjer 37 puta manji. Dugo vremena nije bilo moguće precizno odrediti ovu vrijednost, ali je lansiranje svemirskih satelita omogućilo otvaranje novih perspektiva. Famous zanimljiva činjenica da je u Njutnovo vreme masa Meseca bila određena veličinom plime koju je izazvao.

Osvijetljenu površinu ovog satelita možemo vidjeti na različite načine. Vidljivi dio diska obasjan Suncem naziva se faza. Ukupno postoje četiri faze: potpuno tamna površina Mjeseca je mlad mjesec, rastući polumjesec je prva četvrtina, potpuno osvijetljeni disk je pun mjesec, osvijetljena polovina na drugoj strani je posljednja četvrtina. Izražavaju se u stotim i desetinkama jedinice. Promjena svih lunarnih faza je sinodički period, koji predstavlja okretanje Mjeseca od faze mladog mjeseca do sljedećeg mladog mjeseca. Naziva se i sinodički mjesec, jednak otprilike 29,5 dana. Tokom ovog vremenskog perioda, Mjesec će moći putovati duž orbite i imati vremena da dva puta bude u istoj fazi. Siderični orbitalni period, koji traje 27,3 dana, predstavlja punu revoluciju Mjeseca oko Zemlje.

Pogrešno je uobičajena izjava da površinu Mjeseca vidimo s jedne strane i da se ne rotira. Kretanja Mjeseca se javljaju u obliku rotacije oko svoje ose i okretanja oko Zemlje i Sunca

Pun preokret vlastita osovina dešava se za 27 zemaljskih dana 43 minuta. i 7 sati. Kruženje u eliptičnoj orbiti oko Zemlje (jedan puni okret) se dešava u isto vreme. Na to utiču plime i oseke u lunarnoj kori, koje izazivaju plime na Zemlji, koje nastaju pod uticajem lunarne gravitacije.

Budući da je od Mjeseca udaljenije od Zemlje, Sunce zbog svoje ogromne mase privlači Mjesec dvostruko jače od Zemlje. Zemlja iskrivljuje putanju Mjeseca oko Sunca. U odnosu na Sunce, njegova putanja je uvijek konkavna.

Mjesec nema atmosferu, nebo iznad njega je uvijek crno. Zbog zvučni talasi ne širite se u vakuumu, na ovoj planeti vlada potpuna tišina. Pod direktnim zracima u danju višestruko veći od vode, a noću dostiže -150 C. Mjesec je jedan. Njegova gustina je samo 3,3 rublja. više vode. Na njegovoj površini nalaze se ogromne ravnice koje su prekrivene stvrdnutom lavom, mnogi krateri nastali kada je sila gravitacije inferiorna gravitacije, i težina Mjeseca manji od Zemlje, tako da se osoba može smanjiti za 6 puta dok je na Mjesecu.

By radioaktivne supstance Naučnici su utvrdili približnu starost Mjeseca, koja je 4,65 milijardi godina. Prema posljednjoj najvjerovatnijoj hipotezi, pretpostavlja se da je do formiranja Mjeseca došlo kao rezultat džinovskog sudara ogromnog nebeskog tijela sa mladom Zemljom. Prema drugoj teoriji, Zemlja i Mjesec su u potpunosti formirani nezavisno razni dijelovi Solarni sistem.

Prirodni satelit Zemlje je Mjesec, tijelo koje ne svijetli i reflektira sunčevu svjetlost.

Proučavanje Mjeseca počelo je 1959. godine, kada je sovjetska svemirska letjelica Luna-2 prvi put sletjela na Mjesec, a svemirska letjelica Luna-3 je prvi put napravila slike iz svemira. poleđina Mjeseci.

Godine 1966. Luna 9 je sletjela na Mjesec i uspostavila čvrstu strukturu tla.

Prvi ljudi koji su hodali po Mjesecu bili su Amerikanci Neil Armstrong i Edwin Aldrin. To se dogodilo 21. jula 1969. Sovjetski naučnici za dalje proučavanje Mjeseca radije su koristili automatska vozila - lunarne rovere.

Opšte karakteristike Mjeseca

Prosječna udaljenost od Zemlje, km
A. e.	363 104 0,0024
A. e.	405 696 0,0027
Prosječna udaljenost između centara Zemlje i Mjeseca, km
Nagib orbite prema ravni njene orbite
Prosječna orbitalna brzina	1,022
Prosječni polumjer Mjeseca, km
Težina, kg
Ekvatorijalni radijus, km
Polarni radijus, km
Prosječna gustina, g/cm 3
Nagib prema ekvatoru, stepeni.

Masa Meseca je 1/81 mase Zemlje. Položaj Mjeseca u orbiti odgovara jednoj ili drugoj fazi (slika 1).

Rice. 1. Mjesečeve faze

Faze mjeseca- različiti položaji u odnosu na Sunce - mlad mjesec, prva četvrt, pun mjesec i posljednja četvrt. Na punom mesecu vidljiv je osvetljeni disk Meseca, pošto su Sunce i Mesec na suprotne strane sa zemlje. Za vrijeme mladog mjeseca Mjesec je na strani Sunca, tako da strana Mjeseca okrenuta prema Zemlji nije osvijetljena.

Mesec je uvek okrenut ka Zemlji jednom stranom.

Linija koja odvaja osvijetljeni dio Mjeseca od neosvijetljenog dijela naziva se terminator.

U prvoj četvrtini, Mjesec je vidljiv na ugaonoj udaljenosti od 90" od Sunca, a sunčeve zrake Oni osvjetljavaju samo desnu polovinu Mjeseca okrenutu prema nama. U ostalim fazama, Mjesec nam je vidljiv u obliku polumjeseca. Stoga, da biste razlikovali rastući Mjesec od starog, morate zapamtiti: stari Mjesec podsjeća na slovo "C", a ako Mjesec raste, onda možete mentalno nacrtati okomitu liniju ispred Mjeseca i dobiće slovo “P”.

Zbog blizine Mjeseca Zemlji i njene velika masa formiraju sistem Zemlja-Mjesec. Mjesec i Zemlja rotiraju oko svojih osi u istom smjeru. Ravan Mjesečeve orbite je nagnuta prema ravni Zemljine orbite pod uglom od 5°9".

Ukrštanje putanja Zemlje i Mjeseca naziva se čvorovi lunarne orbite.

Sideralno(od latinskog sideris - zvezda) mesec je period rotacije Zemlje oko svoje ose i istog položaja Meseca na nebeska sfera u odnosu na zvezde. To je 27,3 zemaljskih dana.

Synodic(od grčkog sinoda - veza) mjesec je period potpune promjene mjesečevih faza, odnosno period vraćanja Mjeseca u prvobitni položaj u odnosu na Mjesec i Sunce (na primjer, od mladog mjeseca do mladog mjeseca). Prosječno traje 29,5 zemaljskih dana. Sinodički mjesec je dva dana duži od sideralnog mjeseca, jer se Zemlja i Mjesec okreću oko svojih osa u istom smjeru.

Gravitacija na Mjesecu je 6 puta manja od gravitacije na Zemlji.

Reljef Zemljinog satelita je dobro proučen. Vidljiva tamna područja na površini Mjeseca nazivaju se "morima" - to su goleme bezvodne nizijske ravnice (najveća je "Oksan Bur"), a svijetla područja se nazivaju "kontinenti" - to su planinska, uzvišena područja. Glavne planetarne strukture mjesečeve površine su prstenasti krateri promjera do 20-30 km i cirkusi s više prstenova promjera od 200 do 1000 km.

Podrijetlo prstenastih struktura je različito: meteoritsko, vulkansko i udarno-eksplozivno. Osim toga, na površini Mjeseca postoje pukotine, pomaci, kupole i sistemi rasjeda.

Istraživanja svemirska letjelica"Luna-16", "Luna-20", "Luna-24" su pokazale da su površinske klastične stijene Mjeseca slične onima na Zemlji magmatskih stijena- bazalti.

Značenje Mjeseca u životu Zemlje

Iako je masa Meseca 27 miliona puta manja od mase Sunca, on je 374 puta bliži Zemlji i utiče na jak uticaj, uzrokujući porast vode (plime) na nekim mjestima i oseku na drugim mjestima. To se dešava svakih 12 sati i 25 minuta, budući da Mjesec napravi punu revoluciju oko Zemlje za 24 sata i 50 minuta.

Zbog gravitacionog uticaja Meseca i Sunca na Zemlju, oseke i oseke(Sl. 2).

Rice. 2. Šema pojave oseka i oseka na Zemlji

Najizrazitije i najbitnije po svojim posljedicama su plimne pojave u valnoj školjki. Predstavljaju periodične poraste i padove nivoa okeana i mora, uzrokovane gravitacionim silama Meseca i Sunca (2,2 puta manje od lunarne).

U atmosferi se pojave plime i oseke manifestiraju poludnevnim promjenama atmosferski pritisak, i u zemljine kore- u deformaciji solidan Zemlja.

Na Zemlji postoje 2 plime u tački najbližoj i najdaljoj od Mjeseca i 2 oseke u tačkama koje se nalaze na kutnoj udaljenosti od 90° od linije Mjesec-Zemlja. Istaknite cygisian plima, koji se javljaju na mlade i pune mjesece i kvadratura- u prvoj i posljednjoj četvrtini.

IN otvoreni ocean efekti plime i oseke su mali. Oscilacije vodostaja dostižu 0,5-1 m. U unutrašnjim morima (Crno, Baltičko, itd.) gotovo se i ne osjećaju. Međutim, u zavisnosti od geografska širina i obrise obala kontinentima (posebno u uskim zaljevima), voda za vrijeme plime može porasti i do 18 m (Bay of Fundy u Atlantik od obale sjeverna amerika), 13 m na zapadnoj obali Ohotskog mora. U tom slučaju nastaju plimne struje.

Glavni značaj plimnih talasa je da se kreću od istoka ka zapadu vidljivo kretanje Mjeseci, usporavaju aksijalna rotacija Zemlja i produži dan, promeni lik Zemlje smanjenjem kompresije pola, izazove pulsiranje Zemljinih ljuski, vertikalna pomeranja zemljine površine, poludnevne promene atmosferskog pritiska, promenu uslova organski život u obalnim dijelovima Svjetskog okeana i, konačno, utiču ekonomska aktivnost primorske zemlje. IN cela linija Morski brodovi mogu ući u luke samo za vrijeme plime.

Nakon određenog vremenskog perioda na Zemlji se ponavljaju pomračenja Sunca i Meseca. Mogu se vidjeti kada su Sunce, Zemlja i Mjesec na istoj liniji.

Eklipsa- astronomska situacija u kojoj jedno nebesko tijelo blokira svjetlost drugog nebeskog tijela.

Pomračenje Sunca nastaje kada se Mjesec nađe između posmatrača i Sunca i blokira ga. Pošto je Mjesec prije pomračenja okrenut prema nama svojom neosvijetljenom stranom, uvijek je mlad Mjesec prije pomračenja, tj. Mjesec se ne vidi. Čini se da je Sunce prekriveno crnim diskom; posmatrač sa Zemlje ovu pojavu vidi kao pomračenje Sunca (slika 3).

Rice. 3. Pomračenje Sunca (relativne veličine tijela i udaljenosti između njih su relativne)

Pomračenje Mjeseca nastaje kada Mjesec, dok je poravnat sa Suncem i Zemljom, padne u sjenku u obliku stošca koju baca Zemlja. Prečnik Zemljine senke jednak je minimalnoj udaljenosti Meseca od Zemlje - 363.000 km, što je oko 2,5 puta više od prečnika Meseca, tako da Mesec može biti potpuno zaklonjen (vidi sliku 3).

Lunarni ritmovi ponavljaju se promjene intenziteta i karaktera biološki procesi. Postoje lunarno-mjesečni (29,4 dana) i lunarno-dnevni (24,8 sati) ritmovi. Mnoge životinje i biljke razmnožavaju se u određenoj fazi lunarni ciklus. Lunarni ritmovi karakteristični su za mnoge morske životinje i biljke priobalnog područja. Tako su ljudi primijetili promjene u svom blagostanju u zavisnosti od faza lunarnog ciklusa.

Začudo, pokazalo se da je težinu udaljenog Sunca neuporedivo lakše odrediti nego težinu mnogo bližeg Mjeseca. (Podrazumijeva se da koristimo riječ "težina" u odnosu na ove svjetiljke u istom konvencionalnom smislu kao i za Zemlju: mi pričamo o tome o određivanju mase.)

Masa Sunca je pronađena sledećim rezonovanjem. Eksperiment je pokazao da 1 g privlači 1 g na udaljenosti od 1 cm sa silom jednakom 1/15 000 000 mg. Uzajamna privlačnost f dva tela sa masama M I T na daljinu D izraženo u skladu sa zakonom univerzalna gravitacija dakle:

Ako M – masa Sunca (u gramima), T - masa Zemlje, D – udaljenost između njih je 150.000.000 km, tada je njihovo međusobno privlačenje u miligramima jednako (1/15.000.000) x (15.000.000.000.000 2) mg.S druge strane, ova privlačna sila je centripetalna sila koja drži našu planetu u svojoj , prema pravilima mehanike, jednak je (takođe u miligramima) mV 2 / D, gdje je T - masa Zemlje (u gramima), V – njegova kružna brzina jednaka 30 km/s = 3.000.000 cm/s, a D – udaljenosti od Zemlje do Sunca. dakle,

Iz ove jednačine se određuje nepoznata M(izraženo, kao što je navedeno, u gramima):

M=2x10 33 g = 2x10 27 t.

Podijelimo ovu masu sa masom globusa, tj. izračunamo

dobijamo 1/3 miliona.

Drugi način da se odredi masa Sunca zasniva se na upotrebi Keplerovog trećeg zakona. Iz zakona univerzalne gravitacije izveden je treći zakon sljedeći obrazac:

– masa Sunca, T - zvezdani period revolucije planete, A - prosječna udaljenost planete od Sunca i masa planete. Primjenjujući ovaj zakon na Zemlju i Mjesec, dobijamo

Zamjena poznatog iz zapažanja

i zanemarujući, kao prvu aproksimaciju, u brojiocu masu Zemlje, koja je mala u odnosu na masu Sunca, a u nazivniku, masu Mjeseca, koja je mala u odnosu na masu Zemlje, dobijamo

Znajući masu Zemlje, dobijamo masu Sunca.

Dakle, Sunce je trećinu miliona puta teže od Zemlje. Nije teško izračunati prosječnu gustoću solarne sfere: da biste to učinili, trebate samo podijeliti njenu masu s volumenom. Ispostavilo se da je gustina Sunca oko četiri puta manja od gustine Zemlje.

Što se tiče mase Mjeseca, kako je to rekao jedan astronom, “iako nam je bliži od svih drugih nebeskih tijela, teže ga je izmjeriti od Neptuna, (tada) najudaljenije planete.” Mjesec nema satelit koji bi pomogao u izračunavanju njegove mase, kao što smo sada izračunali masu Sunca. Naučnici su morali da pribegnu drugim, više složene metode, od kojih ćemo spomenuti samo jednu. Sastoji se od poređenja visine plime koju proizvodi Sunce i plime koju stvara Mjesec.

Visina plime ovisi o masi i udaljenosti tijela koje je stvara, a pošto su masa i udaljenost Sunca poznate, poznata je i udaljenost Mjeseca, pa se upoređivanjem visine plime i oseke dobije masa plime i oseke. Mjesec je određen. Vratit ćemo se na ovaj proračun kada budemo govorili o plimama. Ovdje ćemo samo izvestiti konačni rezultat: Masa Meseca je 1/81 mase Zemlje (Sl. 89).

Poznavajući prečnik Mjeseca, izračunavamo njegovu zapreminu; ispostavilo se da je 49 puta manji od zapremine Zemlje. Stoga je prosječna gustina našeg satelita 49/81 = 0,6 gustine Zemlje.

Mjesec je prirodni satelit planete Zemlje, koja se smatra jedinim najbližim nebeskim tijelom. Naučnici vjeruju da je udaljenost između Zemlje i njenog satelita oko 384 hiljade km.

Šta treba da znate o Zemljinom satelitu?

Da bi imali opšta ideja o ovom nebeskom tijelu, potrebno je uzeti u obzir niz njegovih karakteristika: ovo je volumen satelita, njegov prečnik, površina i masa Mjeseca.

Mjesec se kreće po eliptičnoj orbiti, a njegova brzina je približno 1,02 km/sek. Ako posmatrate Mjesec sa strane sjeverni pol Zemlja, ispostavilo se da se kreće u istom smjeru kao i većina drugih vidljivih nebeskih tijela, odnosno u smjeru suprotnom od kazaljke na satu. Gravitaciona sila na Mesecu je 1.622 m/s².

Od davnina su mnogi naučnici i astronomi bili zainteresirani za indikatore kao što su udaljenost satelita od Zemlje, njegov utjecaj na klimu, masa Mjeseca i druge karakteristike. Proces proučavanja nebeskih tijela, inače, počeo je davno.

Studija Mjeseca u antici

Mjesec je vrlo svijetlo nebesko tijelo koje jednostavno nije moglo a da ne privuče pažnju naučnika u davna vremena. Pre milenijuma, astronome je zanimalo kolika je masa Meseca i kako se menjaju njegove faze.

Nije tajna da su mnogi narodi čak i obožavali ovo nebesko telo. Astronomi Drevni Babilon bili u stanju da izračunaju promjenu lunarnih faza sa velikom preciznošću. Naučnici dvadesetog veka, opremljeni sa najviše savremenih uređaja, ispravio je ovaj broj za samo 0,4 sekunde. Ali tada se još nije znalo kolika je masa Mjeseca i Zemlje.

Modernija istraživanja

Mesec je najviše proučavano telo na nebu. Naučnici različite zemlje Otprilike stotinjak satelita lansirano je da ga proučavaju. Prvo istraživačko vozilo na svijetu lansirao je sovjetski satelit Luna-1. Ovaj događaj se zbio 1959. godine. Tada je istraživački kompleks mogao da se spusti na površinu Mjeseca, uzme uzorke tla, prenese fotografije na Zemlju i grubo izračuna masu Mjeseca. Pored ovog satelita, Sovjetski savez Dva lunarna rovera su takođe isporučena na površinu Meseca. Jedan od njih radio je skoro 10 mjeseci, prešavši udaljenost od 10 km, a drugi - 4 mjeseca, prešavši 37 km.

Ključni indikatori Mjeseca

Prečnik Meseca je 3474 km. Prečnik Zemlje je 12.742 km. Drugim riječima, obim Mjeseca je samo 3/11 prečnika naše planete.

Površina Zemljinog satelita je 37,9 miliona kvadratnih metara. km. U poređenju sa pokazateljima planete, i to je mnogo manje, jer je površina Zemlje 510 miliona kvadratnih metara. km. Čak i ako uporedimo površinu Mjeseca samo sa zemaljskim kontinentima, ispada da je površina Mjeseca 4 puta manja. Zapremina koju zauzima Zemlja je 50 puta veća od obima Mjeseca.

Još malo o masi Mjeseca

Masa Mjeseca je najpreciznije određena korištenjem umjetni sateliti. 7,35*10 22 kilograma. Poređenja radi, masa Zemlje je 5,9742 × 10 24 kilograma.

Masa Mjeseca i Zemlje se stalno lagano mijenja. Na primjer, Zemlja je podložna bombardovanju malih meteorita. Po danu za zemljine površine Padne oko 5-6 tona meteorita. Ali u isto vrijeme, Zemlja gubi više mase zbog isparavanja helijuma i vodonika iz atmosfere u svemir. Ovi gubici su već oko 200-300 tona dnevno. Luna, naravno, nema takvih gubitaka. Prosječna gustina materije na Mjesecu je oko 3,34 g po 1 cm 3.

Takva vrijednost kao što je ubrzanje gravitacije na Zemljinom satelitu je 6 puta veća nego na samoj Zemlji. Gustina tih stijene, od kojeg se sastoji Mjesec, otprilike je 60 puta manja od Zemljine gustine. Dakle, masa Mjeseca je 81 puta manja od mase Zemlje.

Budući da Mjesec ima vrlo malu gravitaciju, oko njega praktično nema atmosfere - nema je plinska školjka i besplatnu vodu. Period Mjesečeve revolucije oko Zemlje naziva se sideralnim ili sideralnim. To je 27,32166 dana. Ali ovaj broj je podložan malim promjenama tokom vremena.

Faze mjeseca

Mjesec ne svijetli sam. Čovjek može vidjeti samo one njegove dijelove koji su pogođeni sunčevim zracima, reflektiranim od površine Zemlje. Na ovaj način se može objasniti lunarne faze. Mjesec, krećući se po svojoj orbiti, prolazi između Sunca i Zemlje. U ovom trenutku, okrenut je prema Zemlji svojom neosvetljenom stranom. Ovaj period se zove mladi mjesec. 1-3 dana nakon toga, na zapadnom dijelu neba može se vidjeti mali uski polumjesec - ovo je vidljivi dio Mjeseca. Otprilike nedelju dana kasnije počinje druga četvrtina, kada je tačno polovina Zemljinog satelita osvetljena.